在半導(dǎo)體芯片制造領(lǐng)域，一項來自麻省大學(xué)阿默斯特分校的創(chuàng)新技術(shù)正引發(fā)廣泛關(guān)注。該校研究人員開發(fā)出一種利用激光和同心超透鏡對準(zhǔn)3D半導(dǎo)體芯片的新方法，其精度之高甚至可以揭示原子級錯位，為3D芯片制造帶來了革命性的突破。
這項技術(shù)的核心在于使用激光和全息圖來檢測芯片層之間的錯位。研究人員在半導(dǎo)體芯片上嵌入了由同心超透鏡制成的對準(zhǔn)標(biāo)記，當(dāng)激光穿過這些標(biāo)記時，會投射出兩個相互干擾的全息圖。通過分析這些全息圖，研究人員能夠精確地檢測到芯片層之間的錯位，精度可達(dá)0.017納米，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)方法的200納米極限。
這一突破不僅能夠顯著降低芯片制造成本，還能支持3D光子和電子芯片的開發(fā)，為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的緊湊型傳感器技術(shù)打開大門。傳統(tǒng)2D芯片設(shè)計已接近技術(shù)極限，而3D集成被視為最有前途的前進(jìn)道路。然而，3D芯片制造面臨的最大挑戰(zhàn)之一是多層芯片的精確對準(zhǔn)。麻省大學(xué)阿默斯特分校的這項新技術(shù)，通過激光全息技術(shù)解決了這一難題。
“顯微鏡無法同時看到聚焦中的兩個十字準(zhǔn)線，因為各層之間的間隙為數(shù)百微米，并且層之間重新聚焦的運(yùn)動為芯片移動和進(jìn)一步錯位提供了機(jī)會。”論文的主要作者M(jìn)aryam Ghahremani解釋道。而新方法無需移動部件，可以在更小的比例尺下看到兩個遙遠(yuǎn)的層之間的錯位，其精度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)方法。
該技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊。除了降低3D芯片制造成本外，它還可以用于制造各種傳感器，如壓力傳感器、振動傳感器等。研究人員表示，這種方法只需一個簡單的激光器和一個相機(jī)，就可以檢測到許多物理量的變化，為半導(dǎo)體技術(shù)的創(chuàng)新提供了新的可能性。
麻省大學(xué)阿默斯特分校的研究成果發(fā)表在《自然通訊》上，這一突破性的技術(shù)有望為半導(dǎo)體行業(yè)帶來深遠(yuǎn)的影響，推動3D芯片技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展。
參考資料：DOI： 10.1038/s41467-024-53219-z
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